优化设计法是在诸多可能方案中，按预定的目标，寻求最优设计方案的方法。它以数学规划理论为基础，辅以电子计算机高速运算和逻辑分析功能，按所要求的设计性能而建立的目标函数，在满足相关约束条件下，寻求最优设计方案。实际设计问题一般都可以转化为数学模型，模型中的三个基本要素是：设计变量、约束条件和目标函数。优化设计就是在满足一定约束条件下，找出一组设计变量，使目标函数达到极值(极大或极小)。该组设计变量所代表的设计参数就是上述最优设计方案。优化设计的核心问题是建立数学模型——目标函数和约束函数。目标函数一般是由一些以设计变量表达的各目标性能，按各自的重要性加权后的和式;约束函数则是限制设计变量的取值范围和描述其间关系的函数式。实际优化设计问题多是多元非线性函数求极值问题。高等数学中经典的无条件极值问题和条件极值问题是解无约束优化问题和约束优化问题的理论基础。对于非线性多元目标函数(或约束函数)，常采用在极值点附近以泰勒展开式得到二次项的多项式来逼近，这可使复杂的优化问题得到简化。无约束优化问题中，如果目标函数是一元函，可用一维搜索的分数法、0.618法、二次插值法和三次插值法等求解最优结果。